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Py_(X)SETREF should have atomic versions on free-threaded builds

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interpreter-core topic-C-API topic-free-threading type-feature
Linguagem predominante
Python
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Descrição

Feature or enhancement

Proposal:

Right now, Py_SETREF is implemented in non-atomic terms, which makes it subject to operation reordering issues on weakly ordered architectures (which caused a problem fixing gh-149816, where even switching from separate Py_CLEAR and later assignment to set_sni_cb to a single "atomic" Py_SETREF didn't fix the issue on ARM, because SSL's callback was being invoked asynchronously).

Py_SETREF is naturally implemented in terms of an atomic exchange, and at least for the free-threaded builds, it seems like it should be implemented as such to avoid such raciness, supplementing the existing:

#ifdef _Py_TYPEOF
#define Py_SETREF(dst, src) \
    do { \
        _Py_TYPEOF(dst)* _tmp_dst_ptr = &(dst); \
        _Py_TYPEOF(dst) _tmp_old_dst = (*_tmp_dst_ptr); \
        *_tmp_dst_ptr = (src); \
        Py_DECREF(_tmp_old_dst); \
    } while (0)
#else
#define Py_SETREF(dst, src) \
    do { \
        PyObject **_tmp_dst_ptr = _Py_CAST(PyObject**, &(dst)); \
        PyObject *_tmp_old_dst = (*_tmp_dst_ptr); \
        PyObject *_tmp_src = _PyObject_CAST(src); \
        memcpy(_tmp_dst_ptr, &_tmp_src, sizeof(PyObject*)); \
        Py_DECREF(_tmp_old_dst); \
    } while (0)
#endif

// Similarly long nonsense for Py_XSETREF

with a new atomic-based approach for free-threaded builds:

#define Py_SETREF(dst, src) Py_DECREF(_Py_atomic_exchange_ptr(&(dst), (src)))
#define Py_XSETREF(dst, src) Py_XDECREF(_Py_atomic_exchange_ptr(&(dst), (src)))

Please poke holes in this approach. I have a lot of experience with writing multithreaded C code, but will never be convinced I've covered every race condition no matter how simple the code.

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Guia de contribuição

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Primeiros passos

  1. Leia a issue inteira e depois o guia de contribuição do projeto.
  2. Comente na issue dizendo que vai assumir — evita que duas pessoas façam o mesmo trabalho.
  3. Faça um fork do repositório e trabalhe em uma branch.
  4. Abra um pull request que referencie o número da issue.

Direção de pesquisa

Localize as definições da CPython C API de Py_SETREF e Py_XSETREF e, em seguida, inspecione como os builds free-threaded selecionam suas implementações. Avalie a troca atômica proposta em relação às preocupações de ownership e ordenação de memória descritas aqui; considera-se concluído quando uma decisão revisada tiver sido alcançada e a abordagem tiver sido implementada ou rejeitada com a validação apropriada.

Escrita pelo modelo de indexação a partir do texto da issue.

Avaliação

Stack de tecnologia
c, python
Domínio
backend-api-design
Tipo de issue
Funcionalidade
Dificuldade
5/5
Tempo estimado
Mais de uma semana
Status de atividade
Pouca atividade
Clareza
Razoavelmente clara
Facilidade para iniciantes
35/100

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